HBKの技術サービスチームがIMOCAのアドベンスサイバーセキュリティ社プロジェクトに参加

前回のヴァンドレ・グローブのレースでは、 HBK はアドベンス・サイバーセキュリティ社のプロジェクトに参加し、ヨットのフォイルに装着する光学ひずみゲージを開発して設置しました。
これらのフォイルは、船の船体の下に配置される特殊な「翼」であり、シャフト(通常は船体の内外を通る最も長い直線部分)、ベアリング平面(通常は曲線)、および先端(垂直の直線部分)で構成されます。船体は、スピードが上がるにつれて、フォイルにより浮き上がるようになり、水による船体への抵抗が減り、速度が向上します。このフォイルは、航海中(横風)に最も効果的で、航行条件が比較的穏やかな場合にのみ使用できます。これらのさまざまな要因に応じて、さらにボートの性能を最適化するために、フォイルを船体内に格納するメカニズムもあります。

海上レースでのフォイルの使用開始は最近であり、 2016 年のヴァンドレグローブ( 4 年ごとに開催)で初めて使用されました。ゴールに到着した最初の4隻のヨットが、フォイルを装備していたので、その効果はすぐに感じられたが、その技術にはいくつかの弱点があった。以来、設計者はパフォーマンスと信頼性の両方を向上させるために努力してきました。

課題

世界各地で開催されている単独でノンストップの数ヶ月間に及ぶヨットレース、ヴァンドレグローブは、セーリング界のみならず幅広い注目を集めてきました。その理由は、 3 ヶ月のコースに挑戦する勇気あるスキッパーたちが、何の支援もなしに、荒れ狂う3か月コースに挑戦するからです。
この期間中は、過酷な気象条件、荒れた海(特に太平洋や南極の海)、単独航海に伴う絶え間ない危険に直面することになります。そのため、ヴァンドレグローブは単なる冒険ではなく、安定した高性能ボートを必要とするプロジェクトであり、常に限界に挑戦し、時には限界を超えることが必要とされます。

ソリューション

この大会に参加するヨットには、ヨットのパフォーマンスを監視するために不可欠なセンサなど、ハイテク機器が多数装備されています。過酷な環境条件に耐えうるハイエンドのセンサや収集システムの製造で定評のある HGK は、光学式ひずみゲージを使用した船舶への装備を支援するために、試験および測定の専門家にアプローチされました。

結果

このプロジェクトは、 Transat Jacques Vabre の開始の 8 週間前の 2019 年 9 月からヨットを進水できるように、迅速に終了しました。数回のテストの後、レースの開始の準備ができました。 レース開始直後に、自動パイロット派のリンクが乗っ取られるという事件のため、 シェルブールで 4 時間の停船を余儀なくされたが、アドヴェンスサイバーセキュリティ社のおかげで非常に効率的に処理できたので、見事にも5 位に入賞した。この復帰は主に高い平均速度を保てたおかげであった ; 1 日だけで、このヨットは 22.30 ノットの平均速度で 24 時間の 521 マイルをカバーした。

国際のモノハルオープンクラス協会( IMOCA )

国際的な モノハルのオープン・クラス協会(IMOCA) は、トーマス・ルヤント氏が スキッパーとして参加する最後のヴァンドレ・グローブ・ヨットレースのために、 IMOCA所属のアドヴェンスサーバーセキュリティ社がヨットの設計、準備を支援した組織でした。
技術ディレクターの ローラン・ブルジョア氏は次のように述べています。「 フォイルはスピード競技用のヨットの性能を決める重要な要素となっています。今日、ヨットは他の方法ではなく、フォイルを中心に建造されていると言っても過言ではありません。」
「フォイルに関しては、特に形状や寸法が絶えず進化しているため、発展段階にあります。技術的な選択、設計データおよび行動の検証は、その限界に挑戦する際には、海上で実施するしかない。」 とローラン語っています。
時間と費用の不足のため( 1 つのフォイルの費用は約 €150,000 )、実験室でプロトタイプを開発し、テストすることはできません。「このような理由から、我々はフォイルを測定し、測定データを記録することにした。これにより、船長は船が限界を超えないようにし、その後分析を行い、風、海の状態、船の速度などの他のデータと結果を関連付けることができます」とローラン氏は付け加えます。

「船が高度なパフォーマンスを達成する上で、フォイルは明らかに重要な役割を果たしました。センサとデータ収集システムのおかげで、船長は限界を超えずに、最適に操船することができた」とローラン・ブルジョア氏は説明します。

光ファイバ技術を選択

今年の IMOCA トーマス・ルヤント・レーシングチームは、測定分野における最新技術の進歩を高く評価し、従来のゲージよりも堅牢な光ファイバひずみゲージを選択しました。
IMOCA の設計者は、複雑な機器の信頼性と能力の高い評価を得ているメーカーであるHBK再度依頼して、プロジェクトの支援を要請しました。
HBKの南西ヨーロッパのエンジニアリング部門は、 Carola Corazza 氏が管理し、ローラン・ブルグス氏と協力してゲージの特性を定義し、フォイルへの取り付け方法を定義しました。「通常、私の部署はお客様のサイトにできるだけ近い場所で作業します。ただし、この場合は、お客様のリクエストに応じて小さな例外が発生しました。トーマス・ルヤント・レーシングチーム はロリエントに拠点を置いていますが、会議はイタリアで開催されました。なぜなら、イタリアを拠点とするパーシコ・マリンという船のコンポーネントのデザイナーと密接に連携することが重要だったからです」と Carola 氏は説明します。
ベアファイバの歪み測定 FBG の配列である FS70FBG を選択して変形測定を行い、フォイルごとに 4 つの測定ポイントを決定しました。「お客様との話し合いにより、お客様のすべてのニーズを理解し、ソリューションを提案することができました。同じファイバを使用して、温度測定を実行できます。したがって、カスタマイズして、サーマルセンサをアレイに組み込むことに同意しました」と Carola 氏は説明します。
お客様の仕様に従って、これらの測定ポイント(ブラッググレーティング)はすべて、ファイバに沿って正確に決定されます。この光ファイバは、従来の収集システムで使用可能なデジタルデータに光測定値を変換する FS22 DI ダイナミック光学測定システム(光学データ測定装置とも呼ばれる)に接続されています。最も遠い測定ポイントと光学式インテロゲーター間の距離は 5 メートルです。これは、長さ 30 メートル以上のファイバーを必
要とする他所のシステムと比べて比較的短い距離です。

A Race Against Time...

これらの技術仕様は、 2019 年第 1 四半期に定義されました。当時、タイムを争うヨットレースの IMOCAトーマス・ルヤント・レース は進行中でした。ダブルハンドのTransat Jacques Vabreヨットレースががあり、10 月 27 日にブラジルのルアーブルからサルバドールデバイアへの出航に向けて、ボートを準備したいと考えていました。このため、実用的な理由と時間を節約するために、当初の計画通り、ミラノではなくロリエントでフォイルを完成させました。HBK のエンジニアリングチームは、ヨーロッパ全域で専門科を動員できるので、この計画の変更に容易に対応してくれました。その結果、 HGK のフィールドサービスエンジニアである フランス支社勤務のニコラス・ビソイアヌが、光ゲージの設置を行いました。

炭素繊維の複数層を含む多層構造のフォイルは、光ファイバと統合するように特別に設計されており、外側部分には設置用の溝があります。この溝にファイバを挿入する作業は、ニコラスが説明されているように、細心の注意が必要です:" これらは比較的重く、扱いにくいので、フォイルは私が良い条件で作業できる位置に固定された。最適なパフォーマンスを得るには、ファイバを正確に配置し、ボンディングに細心の注意を払うことが非常に重要です。ここでのミスは修正できません!この分野では、 HBKは競合他社との差別化を可能にする専門知識を駆使できます。最終的には、許容可能な不確実性で、 µm/m レベルのの計測値を保証できる必要があります。これは、達成するには高度な専門知識が必要です」
使用されている X120 接着剤は、この分野の専門知識の実例でもあり、この種のゲージを取り付けるために特別に設計されています。溝表面は他のフォイル表面に合わせて平らになるまでいっぱいに保護層を追加し、海水に対する耐性を確保しています。

この最初のレースが成功した後、評価が必要となったため、記録データを分析し、相関をとって改善の方法を探しました。フォイルの測定は、ボートの操縦性を向上させるための貴重な情報源です。「支払らった価格は消費すべきである : 24 V で 1 A は無視できません。」と ローラン・ブルジョア氏は述べています。
ニコラス・ビソイアヌは、この消費に行動することができます:この図には光学部品が含まれていますが、データ処理に関連するすべての電子部品も含まれています。この消費は、すべての風や海の条件で使用することができないため、永久的なものではないと考えるべきである」と述べた。
アドベンス・サイバーセキュリティ社のCEOであるアレキサンドレ・フェイユレ氏は、次のように述べています。「 Transat Jacques Vabre で、アドヴベンス・サイバーセキュリティに並外れた可能性があることを示しました。このボートはとてもよく設計製造されています。この船が時代の最先端いることを感じます。私たちは、次のヴァンドレグローブレースへの野望に満ちています」
それまでに、HBKを始め全員で総力をあげましょう!